Question

Свинцовая пуля, летевшая со скоростью v=300м/с, ударилась о стальную плиту и останавливаеться. На сколько градусов нагрелась при этом пуля , если 40% ее кинетической энергии пошло на нагревание плиты и окружающего воздуха?Сов=1.2*102 Дж/кгК

Answer 1

вся кинетическая энергия пули пошла на нагревание пули(1)- плиты(2) и окружающего воздуха(3)

Ек=mv^2/2=Q1+(Q2+Q3)=Q1+0.4*E

Q1=0.6Eк

Q1=cm*dT

приравняем правые части

 0.6Eк=Сm*dT

0.6*mv^2/2=Сm*dT

отсюда

dT =0.6*mv^2/2 / С*m =  0.6*300^2 /(2*130)=207,69 =207.7 К

C-теплоемкость свинца =130 Дж/кг*К

dT=207.7 К

 

Answer 2

Для расчета изменения температуры пули, мы можем использовать закон сохранения энергии. Изначально у пули была кинетическая энергия, которая полностью перешла во внутреннюю энергию пули и тепло, которое передалось окружающей среде. Используем формулу для кинетической энергии:

Ek = 1/2 * m * v^2

где Ek - кинетическая энергия, m - масса пули, v - скорость пули.

Так как 40% кинетической энергии пули пошло на нагревание плиты и окружающей среды, то оставшиеся 60% кинетической энергии перешли во внутреннюю энергию пули.

Это можно записать следующим образом:

0.6 * Ek = ΔU

где ΔU - изменение внутренней энергии пули.

Изменение внутренней энергии связано с изменением температуры пули по формуле:

ΔU = m * c * ΔT

где c - удельная теплоемкость материала пули, ΔT - изменение температуры пули.

Подставим выражение для ΔU в предыдущую формулу и выразим ΔT:

ΔT = (0.6 * Ek) / (m * c)

Для расчета изменения температуры нам необходимо знать удельную теплоемкость материала пули. Для свинца она составляет около 130 Дж/кгК. Тогда:

ΔT = (0.6 * 1/2 * m * v^2) / (m * 130)

ΔT = (0.3 * v^2) / 130

ΔT = (0.3 * 300^2) / 130

ΔT ≈ 196 К

Таким образом, пуля нагрелась на примерно 196 градусов.